NO752824L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved teksturering av polyestergarn.

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av teksturert garn ved å underkaste et utgangsgarn av orienterte kontinuerlige polyesterfilamenter med en bruddforlengelse på 70 - 180% og en krystallinitet på under 30% en st rekk-falsktvinn-tekstureringsoperasjon i hvilken ut gangs ga rnet, strekkes 1,3 - 2,0 ganger og

falsktvinn-tekstureres ved 8 - 28 tvinn pr. cm ved en oppvarm-ningstemperatur over 180°C i en falsktvinn-tekstureringssone og ved så å luftstråleteksturere garnet ved en 8 - 35% overmatning. Det teksturerte garn er spenstig og har en spunnet-1ignende karakter, har god løkkestabilitet og lav avbastingskrympning, og gir tekstiler med. god jevnhet, glans og estetiske egenskaper.

Foreliggende oppfinnelse angår forbedringer i og i forbind-else med en fremgangsmåte for fremstilling av polyestertekstilgarn og angår mere spesielt kontinuerlig filament, teksturert garn.

De fleste polyestertekstilgarn fremstilles ved fremgangs-, måter som innbefatter smeltespinning av en ethylen-terefthalat-polymer under dannelse av kontinuerlige filamenter, strekning av filamentene for å få forbedret seighet og en bruddforlengelse på ca. 30%, og behandle filamentene for å få bulk med lav avbastingskrympning i garn som inneholder filamentene. En avbastingskrympning på under 3,5% er viktig for jevn farvning av garnpakker viklet uten spesielle forholdsregler. Ved en konvensjonell fremgangsmåte blir de trukne kontinuerlige filamenter samlet til et garn som har ca. 8 - 10% avbastingskrympning, og garnet behandles så med en luftstråle på den måte som er beskrevet i US patent 2.852.906. Filamentene formes til vindinger, hvilket gir bulk og fremskaffer crunodale løkker på garnoverflat en, hvilket gir tekstiler et estetisk grep i likhet med det som frembringes av garn fremstilt ved oppkutting til stapelfibre og spinning av fibrene til garn. Ved pakketørring av slikt luftstråleteksturert garn taes spesielle forholdsregler ved oppspoling for å få meget myke pakker som tillater jevn farvning. Alternativt kan garnet av-spennes ved varmstabiliseringsbehandling , men dette er dyrt.

Anvendelsen av et luftstråletekstureringstrinn efter en falsktvinn-tekstureringsoperasjon (uten strekking) er kjent fra japansk patent ansøkning 38/8364/1963- Ved denne fremgangsmåte anvendes et fulltrukket konvensjonelt garn som utgangsmateriale og en annen oppvarmning kreves umiddelbart efter falsktvinn-tekstureringen. De dannede garn er angitt å ha praktisk talt ingen strekkbarhet . En lignende fremgangsmåte er beskrevet i Research Disclosure, april 1973, side 29, punkt 10820. Man har nu funnet at garn fremstilt ved slike fremgangsmåter, har mangler med hensyn til løkkestabilitet og andre egenskaper som gir seg utslag, i uønskede tekstilkvaliteter.

For å overvinne eller redusere manglene ved teknikkens stand fremskaffer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for teksturering av polyestergarn hvori et polyester-utgangsgarn med en bruddforlengelse på 70til 180% og dobbelbrytning på minst 0,025 og bestående i det vesentlige av syntetisk lineær ethylenterefthalatpolymer som er mindre enn 30% krystallinsk og har en relativ viskositet på under 18, mates til en falsktvinn-tekstur-eringsmaskin hvor utgangsgarnet strekkes ved et 1,3X til 2,0X strekkforhold og falsktvinn-tekstureres ved 8 til 28 tvinn pr. cm med en varmer med en temperatur over 180°C i falsktvinn-tekstur-eringssonen av maskinen, og at garnet derpå luftstråletekstureres ved en 8 - 35% overmatning. Fremgangsmåten kan utføres på eksi-sterende tekstureringsmaskiner med bare mindre modifikasjoner, og eliminerer behovet for å anvende en annen oppvarmer for stabilisering av garnet. Det teksturerte garn fremstilt ved denne fremgangsmåte har en avbastingskrympning på mindre enn 3,5%, er spenstig og har en spunnet-lignende karakter, har god løkkestabi-litet (dvs. under 1,5%) og gir spenstige, livlige tekstiler med ønsket bulk, jevnhet og glans.

Egnede utgangsgarn for foreliggende fremgangsmåte er angitt i US patent 3-772.872. Fortrinnsvis består utgangsgarnet av polyesterfilamenter som er smeltespunnet ved 2740 til 4570 m/min. Garn spunnet ved mindre enn ca. 2740m/min bevirker vanskelig-heter ved oppstarting på grunn av smelting på varmeren og krever et for høyt strekkforhold. Disse polyester-utgangsgarn har høy molekylær orientering, hvilket er et resultat av de høye spinn-ingshastigheter anvendt ved deres fremstilling. Deres dobbelbrytning er større enn ca. 0,025. De har mindre enn 30% krystallinitet og mellom 70 og 180% bruddforlengelse. Fortrinnsvis, som angitt i US patent 3.772,872, har garnene også en interfilament-friksjonskoeffisient (f ) , målt ved 70°C, på minst ca. 0 ,38, hvilket fremskaffes ved passende valg av finish, eller ved å inkorporere polyoxyethylenglycol- eller pyrofosfat-belagt kao-linit i polymeren. Utgangsgarnet har også fortrinnsvis i det vesentlige ingen sno og er sammenslynget, som beskrevet i US patent 2-985-955 til et nåletall på ca. 51 - 102 cm.

Ved falsktvinn—tekstureringstrinnet trekkes garnet 1,3 2,0 ganger, idet det høyere område av disse strekkforhold anvendes på utgangsgarn med den høyere del av det 70 - 180% brudd-forlengelsesområde, og de lavere strekkforhold anvendes på garn med lavere bruddforlengelse. Fortrinnsvis blir garnet falsktvinn-teksturert i området på ca. 9 - 20 tvinn/cm med en varme-platetemperatur på 200 - 225°C. Ved de høyere oppvarmningstem-peraturer kan høyere garnhastigheter anvendes, og bedre krusning oppnåes i alminnelighet.Passende kommersielle maskiner på hvilke falsktvinn-trekk-tekstureringstrinnet ifølge oppfinnelsen kan utføres, innbefatter ARCT-479 og 480, fremstilt av Ateliers Roannais de Construction Textiles, Frankrike; en Leesona-falsktvinn-tekstureringsmaskin av den type som er vist i US patent nr. 3.-292.354; eller Scragg Super-Draw-Set II (SDS II), som kan fåes fra Ernest Scragg and Sons, Macclesfield, England.

Luftstråletekstureringstrinnet frembringer crunodale over-flatelakker i garnet. Foretrukne stråler er omtalt i US patent 3-545-057 og US patent 3-097-412. For å forbedre effektiviteten av strålen blir garnet fortrinnsvis først neddykket i et vannbad, skjønt dette ikke er et vesentlig trekk ved foreliggende oppfinnelse. Overmatningsprosenten til strålen, beregnet som 100 [(påmatningshastighet)-(oppviklingshastighet)]/(påmatningshastig-het), kan settes fra ca. 8 - 35, men er fortrinnsvis mellom 20 og 25- To eller flere parter av garn fra ved siden av hverandre liggende stillinger på tekstureringsmaskinene kan forenes og mates til luftstrålen for å få bulkgarn med høyere denier, som ellers ville måtte fremstilles ved dyr tvinning.

Ved oppspoling undermates garnet fortrinnsvis til pakken.

Prosent undermatning, beregnet som 100[(oppspolingshastig-het)-(pakkehastighet)]/(oppspolingshastighet), kan settes mellom ca. -1 til -10, men ca. -5 foretrekkes.

Tegningen viser en skjematisk fremstilling av en utførelses-form av fremgangsmåten og passende utstyr for utførelse av oppfinnelsen. Orientert polyester-utgangsgarn 1 føres fra pakken 2 av et par matevalser, 3 og 3'- Det passerer så gjennom oppvarmeren 4 og falsktvinneren 5 til et par strekkvalser 6 og 6'. Ved fremgangsmåten er garnet i tvunnet tilstand når det passerer gjennom oppvarmeren 4-Strekkvalsene 6 og 6' løper med en hur-tigere hastighet enn matevalsene og strekker garnet 1,3 2 ganger. Garnet går så igjennom løkkeføringen 7 og under glassdeflektor-staven 8 som er neddykket i badet 9 inneholdende vann av værelsetemperatur. Det går så igjennom løkkeføringen 10 og luftstråle-tekstureringsanordningen 11 , og mellom opptagningsvalsene 12 og 13, og spoles til slutt på pakken 14.OpptagningsvaIsene 12 og 13 kan erstattes med en strekkanordning.

Bruddforlengelse og seighet måles i henhold til ASTM-for-skrift D-2256-69 (innbefattende utgivningsutgaven av "Section 2" og omnummering av påfølgende paragrafer gjort i mars 1971)- Den er definert som i Option 3-3"Elongation at Break" i'Section 3". Prøvingen utføres på rette multifilamentgarn som ble kondisjonert ved å lagre dem ved 65% relativ fuktighet og 21,1°C i 24 timer før prøving. En "Instron Tensile Test ing. Machine" ble anvendt. Prøven er 12,7 cm lang, intet tvinn tilføres, krysshodehastig-heten er 25,4 cm/min., svekningsgraden er 200%/min., og registrer-ingsstrimmelhastigheten er 12,7 cm/min. Seigheten er maksimal-belastningen i gram før garnet slites av, dividert med garnets dénier.

Interfilamentgrense-friksjonskoeffisienten er et mål på den letthet med hvilken filamenter glir forbi hverandre og bestemmes som beskrevet i US patent 3.772.872, spalte 2. Ca. 686 m garn vikles (under anvendelse av en stigningsvinkel på 15° og en vik-lingstensjon på ca. 10 g) rundt en sylinder som er 5,08 cm i diameter og 7,6 cm lang. En 30,5 cm lengde av det samme garn an-bringes over toppen av sylinderen slik at den hviler på toppen av det viklede garn og er rettet loddrett på sylinderens akse. En ende av det overlagte garn bærer en vekt, og den annen ende av garnet er festet til en strekkmåler. Størrelsen av vekten i g svarer til ca. 0,04 ganger det overliggende garns denier. Sylinderen dreies en halv omdreining (180°) med en periferihastighet på ca. 0,OOl6 cm/sek. slik at strekkmåleren er under spenning. Spenningen opptegnes kontinuerlig. Prøver i hvilke permanent for-lengelse inntrer, kastes. Grense-friksjonskoeffisienten (f ) beregnes ved belteligningen:

hvor T er gjennomsnittet av minst 25 registrerte toppspennings-verdier i g, T, er den pålagte spenning (0,04 g ganger denieren), a er vinkelen i radianer mellom påviklingen og det overliggende garn på sylinderen, og e er 2,718?grunntallet i det naturlige loga ritmesystem. Prøven utføres ved 70° 1 1°C,' og resultatene registreres som fs~verdier.

Dobbelbrytningen måles som angitt i US patent 3.549-597>spalte 4, linje 11-28.

Krystalliniteten kan bestemmes fra enkle tetthetsmålinger. Tettheten måles ved fremgangsmåten angitt i US patent 3-549-597>spalte 3, linje 46 til spalte 4, linje 10. Carbontetraklorid og n-heptan er egnede væsker for anvendelse med polyethylen-terefthalat . Krystallinitetsprosenten fåes fra tetthetsmålingene ved lineær interpolasjon mellom tettheten for en fullstendig amorf prøve (1,335 g/cm 2) og tettheten for den krystallinske fase (1,455 g/cm 2). For copolymerer eller fibre som inneholder tilsetninger, som TiO^, må passende justeringer gjøres som beskrevet i us patent 3-549.597.

Avbastingskrympning fåes ved å henge opp en vekt fra en hespe garn for å gi en 0,1 g/denier belastning på garnet og måle dets lengde (L ). Vekten byttes så med en lettere vekt som gir en 0,005 g/denier belastning, og det belastede garn neddykkes i kokende vann i 30 minutter. Garnet taes så ut, lufttørres, be-lastes igjen med den opprinnelige vekt, og dets nye lengde opptegnes. ( Lf). Prosent krympning beregnes under anvendelse av formelen:

Relative viskositetsverdier (RV) av polyesterne anvendt i eksemplene, er gitt som et mål på molekylvekten. Relativ viskositet (RV) er forholdet mellom viskositeten av en oppløsning av 0,8 g polymer oppløst ved værelsetemperatur i 10 ml hexafluoriso propanol inneholdende 80 ppm H2S0^og viskositeten av selve den svovelsyreinneholdende hexafluorisopropanol, begge målt ved 25°C i et kapillærviskosimeter og uttrykt i de samme enheter.

Sammenslyngningsnåltallet er lengden av garn i tommer

(25 mm) som passerer føleren 18 i US patent 3.290.932 før føleren bøyes ca. 1 mm. En kraft på ca. 8 g kreves for å bøye føleren.

Løkkestabiliteten av det endelige teksturerte garn fåes ved å henge opp en vekt fra garnet for å frembringe en 0,5 g/denier belastning på garnet og måle lengden av garnet før (L-^) og efter (L2) belastning. Løkkestabiliteten beregnes så som en prosent ved følgende formel:

% løkkestabilitet = 100 ( L± - L2)/L1

Lave numeriske verdier på løkkestabilitet (f.eks. under 1,5%) indikerer at, løkketheten meddelt garnet ved luftstråleteksturer-ingsbehandling er stabil og ikke lett vil fjernes ved påfølgende tekst ilf remst illingsoperasjoner.

Eksempler

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er illustrert med orienterte utgangsgarn fremstilt ved høyhastighets-smeltespinnings-metoder.

Orienterte utgangsgarn fremstilles fra polyethylen-terefthalatpolymer med en relativ viskositet på 20 og inneholdende 0,3 vekt% TiO„• Polymeren smeltespinnes gjennom en spinnedyse ved en temperatur på 290 oC og med 68'åpninger av 0,27 mm diameter og 0,51 mm lengde. Filamentene trekkes fra spinnedysen ved hjelp av valser som løper med en hastighet på 31O0 m/min. Filamentene bråkjøles med en trykkluftstrøm ved 21,1°C. Trekkvalsene er an-brakt ca. 6,1 m under spinnedysen. Der fremstilles et 245 denier/68 filament garn med en dobbelbrytning på ca. 0,040, en krystallinitet på under 30%, en bruddforlengelse på ca. 126% og en avbastingskrympning på ca. 55%.

Nedstrøms for trekkvalsene kommer garnet i kontakt med en valse neddykket i et finishingbad. Finishen er en 12%-ig vandig

oppløsning av en blanding omfattende 97 deler av en 2900 gjennom-snitts molekylvekt polyoxyalkylen-blokk-copolymer:<HO>(C2<H>^O)m(<C>3<H>6<0>)n (C2H^0)pH, hvor m, n og p er hele tall, bestående, av 40% (alle prosenter her er angitt i vekt) oxyethylen og 6o% oxy-1,2-propylengrupper. Blandingen inneholder også 1 del

natriumdioctylsulf osuccinat*, 0,5 deler t r iethanolamin , 0,5 deler oljesyre, 0,5 deler 4,4<*->butyliden-bis-(6-t-butyl-m-cresol) og 0,5 deler tris-(nonylfenyl)-fosfit. Vekten av finish påført på garnet utgjør 0,6% (tørrbasis). Garnet har en koeffisient for interfilamentgrensefriksjon (f ) målt ved 70°C på ca. 0,30. Li0ke før oppspoling passerer garnet igjennom en sammenslyngningsstrale frembrakt av luft med værelsetemperatur ved 1,4 kg/cm<2>trykk for å frembringe et sammenslyngningsnåltall i garnet. Garnet spoles opp med en hastighet på 3100 m/min.

Prøver på de spinneorienterte påmatningsgarn fremstilt ovenfor, behandles så i henhold til foreliggende fremgangsmåte under betingelsene angitt i tabell I. Garnene blir først strekk-falsktvinne-teksturert på en kommersiell falsktvinnings-tekstur-eringsmaskin avpasset for å trekke garnene i tvinnesonen. Ingen stabilisering (dvs. annen) oppvarmer anvendes. Garnet som for-later strekksonen, mates gjennom et vannbad (som vist på fig. 1), derpå gjennom en luf tkrusningsstråle av den type som er beskrevet i US patent 3-545-057?og derpå spoles det opp.

Hvert av de erholdte garn fra ovenstående behandlinger inneholder ønskelige overflateløkker , er kruset skruelinjeformet og har mindre enn 3,5% avbastningskrympning„

Prøve 1 er et voluminøst løkket garn på 184 denier med en avbastningskrympning på 3,1%. Det annet garn, fremstilt under identiske betingelser som prøve 1, har en avbastningskrympning på 3,0% og en denier på 191, trykk-pakkfarves rødbrunt, uten spesielle forsiktighetsregler, som en meget myk pakkeoppspoling. Utmerket farvejevnhet oppnåes gjennom pakken. Av det farvede garn fremstilles et dobbelst rikket Ponte-di-Roma-tekst il som er kamgarnlignende, livlig, spenstig og har andre ønskelige grepsestetiske egenskaper.

Prøve 2, som også er et voluminøst, løkket garn, fremstilles til Ponte-di-Roma-dobbelstrikket tekstil uten å.farves på forhånd. Dette griege-tekstil blir så bakvasket,-farvet i en trykkstråle-farver, tørret, varmefiksert, vasket igjen under tilsetning av en overflatemykner og til slutt tørret. Det ferdige tekstil oppviser ikke krympningen og den derav følgende vektøkning som van-ligvis oppstår ved konvensjonelt høyt avbastningskrympnings-

(ca. 8%) luftstråleteksturert polyestergarn. Tekstilet er kamgarnlignende, livlig, spenstig og har andre ønskelige•grepsestet-

iske egenskaper.

Prøve 3, som er strekk-tvinn.teksturert på en annen maskin enn prøvene 1 og 2, er også et voluminøst, løkket garn, og har en avbastningskrympning på 3,0%. Garnet trykkpakkfarves blågrått uten spesielle forholdsregler. Utmerket farvejevnhet fåes gjennom pakken. Av det farvede garn fremstilles et dobbelstrikket Ponte-di -Roma -tekst il som er kamgarnlignende, livlig, spenstig og har andre ønskelige grepsestetiske egenskaper.

Sammenligning

Et kommersielt polyester-utgangsgarn for falsktvinn-teksturering blir falsktvinnteksturert (uten trekning eller anvendelse av en annen oppvarmer) luftst råleteksturert, pakkfarvet og strikket til tekstil og sammenlignet med prøve 1 av eksemplene.

Det kommersielle utgangsgarn er et 150 denier, 68 filament garn av polyethylen-terefthalat med en relativ viskositet på 20 og et TiO^-inhhold på 0,3 vekt%. Garnet, som ble smeltespunnet og fullt trukket under konvensjonelle betingelser, er orientert og har en krystallinitet på over 30%, en avbastningskrympning på ca. 9% og en bruddforlengelse på ca. 32%. Utgangsgarnet forsynes med en finish som er egnet for falsktvinningsteksturering.

De samme betingelser og utstyr for falsktvinningsteksturering og luftst råleteksturering anvendes som ved prøve 1 for å behandle det kommersielle utgangsgarn med unntagelse av at det kommersielle utgangsgarn ikke strekkes i falsktvinningstekstur-eringstrinnet, men overmåtes i stedet 2%. Det således behandlede kommersielle garn har en avbastningskrympning på ca. 3% og pakkfarves tilfredsstillende uten noen spesielle forsiktighetsregler. Løkkestabiliteten av det behandlede kommersielle garn er imidler-tid dårlig sammenlignet med garnet av prøve 1 (2,1% mot 1,3%). Denne mangel gir seg utslag i Ponte-di-Roma-tekst ilet strikket fra garnene. Under strikking er strekkene på garnet tilstrekkelig til ujevnt å trekke ut noen av løkkene (og derved nedsette bulken) av garnet. Dette bevirker igjen striper i det strikkede tekstil. I motsetning til dette er strikket tekstil fra garn fremstilt ved foreliggende fremgangsmåte (f.eks. prøve 1) jevnt, fritt for striper og med bedre glans. Den forbedrede løkkestabilitet, tek-stiljevnhet og glans er forbausende fordeler som fåes ved foreliggende fremgangsmåte.

Det bør merkes at garnene fra foreliggende fremgangsmåte ikke er begrenset til anvendelse i strikkede tekstiler. De er

også nyttige i vevede tekstiler hvor de kokte tekstiler oppviser både kamgarnlignende grep og tilfredsstillende strekk.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved teksturering av polyestergarn, karakterisert ved at et polyester-utgangsgarn med en bruddforlengelse på 70 - 180% og en dobbelbrytning på minst 0,025 og bestående i det vesentlige av syntetisk lineær ethylenterefthalatpolymer som er mindre enn 30% krystallinsk og har en relativ viskositet på minst 18, mates til en falsktvinn-tekstureringsmaskin hvor utgangsgarnet st,rekkes ved et 1,3X til 2,0X strekkforhold og falsktvinn-tekstureres ved 8 - 28 tvinn/cm med en oppvarmer med en temperatur over 180°C i falsktvinn-tekstureringssonen av maskinen, og at garnet derpå luftstråletekstureres ved en 8 - 35% overmatning.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at garnet som mates til luftstråletekstureringstrinnet, vætes med vann.

3- Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at utgangsgarnet har en koeffisient for interfilamentfriksjon under 0,38 (målt ved 70°C) og består av filamenter som-ble smeltespunnet ved 2740 - 4570 m/min.

4- Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at utgangsgarnet har i det vesentlige ingen tvinn og et sammenslyngningsnålta11 på 51 - 102 cm .

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at utgangsgarnet falsktvinn-tekstureres ved 9 - 20 tvinn/cm med en oppvarmertemperatur på 200 - 225°C.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1 - 5, karakterisert ved at overmatningen til luftst råletekstureringstrinnet er ca . 20 -. 25%.